高校专用通信网络建设

1、淮 海 工 学 院 计算机工程学院课程设计报告设计名称： 数据结构课程设计 选题名称： 高校专用通信网络建设 姓 名： 陈韦迪 学 号： 2014122778 专业班级： 计算机科学与技术 计算机142 系 （院）： 计算机工程学院 设计时间： 2014.12.222015.1.4 设计地点： 计算机实验室、教室 成绩：指导教师评语： 签名： 年 月 日数据结构课程设计报告 第 31 页，共 页1课程设计目的1、训练学生灵活应用所学数据结构知识，独立完成问题分析，结合数据结构理论知识，编写程序求解指定问题。 2、初步掌握软件开发过程的问题分析、系统设计、程序编码、测试等基本方法和技能；3、提高

2、综合运用所学的理论知识和方法独立分析和解决问题的能力；4、训练用系统的观点和软件开发一般规范进行软件开发，巩固、深化学生的理论知识，提高编程水平，并在此过程中培养他们严谨的科学态度和良好的工作作风。2课程设计任务与要求：任务根据教材数据结构-C语言描述（耿国华主编）和参考书数据结构题集（C语言版）（严蔚敏、吴伟民主编）选择课程设计题目，要求通过设计，在数据结构的逻辑特性和物理表示、数据结构的选择应用、算法的设计及其实现等方面加深对课程基本内容的理解和综合运用。设计题目从任务书所列选题表中选取，每班每题不得超过2人。学生自选课题。学生原则上可以结合个人爱好自选课题，要求课题有一定的深度与难度，有

3、一定的算法复杂性，能够巩固数据结构课程所学的知识。学生自选课题需在18周前报课程设计指导教师批准方可生效。要求：1、在处理每个题目时，要求从分析题目的需求入手，按设计抽象数据类型、构思算法、通过设计实现抽象数据类型、编制上机程序和上机调试等若干步骤完成题目，最终写出完整的分析报告。前期准备工作完备与否直接影响到后序上机调试工作的效率。在程序设计阶段应尽量利用已有的标准函数，加大代码的重用率。 2、设计的题目要求达到一定工作量（300行以上代码），并具有一定的深度和难度。3、程序设计语言推荐使用C/C+，程序书写规范，源程序需加必要的注释;4、每位同学需提交可独立运行的程序；5、每位同学需独立提

4、交设计报告书（每人一份），要求编排格式统一、规范、内容充实，不少于10页（代码不算）；6、课程设计实践作为培养学生动手能力的一种手段，单独考核。 3课程设计说明书一 需求分析 问题描述 中国移动公司正在积极推广3G通信应用，计划在江苏高校之间建立一个专用通信网络，请为其规划一个投资最省的通信线路架设方案。基本要求（1） 用无向网模拟该系统，顶点表示各高校，边表示线路建设成本（2） 高校数量不少于10个，覆盖苏南、苏中、苏北、南京等地的高校（3） 输出方案的结果直观、明确（4） 交互式改变某些线路的建设成本，可重新输出新方案二 概要设计3课程设计说明书   二

5、60;概要设计 void menu(graph *g); /菜单 void Editgraph(graph *g); /编辑通信网络系统 int Creategraph(graph *g) /创建通信网络系统 int InsertVex(graph *g,string v) /添加高校 void ChangeVex(graph *g,string v) /修改高校名 int InsertArc(graph *g,string v,string w) /添加高校间的路线 int DeleteArc(graph *g,string v,string w) /删除高校间的路线 void C

6、hangeWeight(graph *g,string v,string w) /修改高校间的路线及其成本 int Destroygraph(graph *g) /销毁通信网络系统 int Display(graph *g) /输出通信网络系统 void save(graph *g) /保存通信网络系统                        

7、0;                  基本操作： InitList(L)      初始化L为空表 DestoryList(L)    销毁L ClearList(L)      将L置为空表 ListLength(L) 

8、60;   若L为空表则返回0，否则返回表中元素个数 Locate(L,e)      若L中存在元素e则将当前指针指向e所在位置并返回真 GetData(L,i)      返回L中第i个元素的值 InsList(L,I,e)    在L中第i个位置插入e，L的长度增加1 DelList(L,I,&e)   删除L的第i个元素，并用e返回其值，L长度减少1 

9、数据定义： typedef struct ArcNode int adj;/权值 ArcNode; typedef struct string vexsMAX_VERTEX_NUM;/顶点 ArcNode arcsMAX_VERTEX_NUMMAX_VERTEX_NUM;/邻接矩阵 int vexnum,arcnum;/顶点数和边数 graph;/图的类型 typedef struct string adjvex; int lowcost; minside;/求最小生成树时的辅助数组的类 三 详细设计创建通信系统 int Creategraph(graph *g) int i,j,k,w; s

10、tring va,vb; 读取文件"通信网络.txt" if(未找到文件) cout<<"open error!"<<endl; return 0; 从文件读入顶点数 从文件读入边数 顶点向量 infile>>(*g).vexsi; 初始化邻接矩阵 for(j=0;j<(*g).vexnum;+j) (*g).arcsij.adj=INFINITY; /网 for(k=0;k<(*g).arcnum;+k) infile>>va>>vb>>w; i=LocateVex(g

11、,va); j=LocateVex(g,vb); 无向网 infile.close(); return 1; 添加高校 int InsertVex(graph *g,string v) /在图g中增添新顶点v if(顶点数为0) cout<<"未建立通信网络系统!n" system(暂停); Editgraph(g); cout<<"请输入要添加的高校名:" cin>>v; int n=LocateVex(g,v); if(高校名重复) cout<<"该高校已存在!n" system(暂

12、停); Editgraph(g); int i; 构造新顶点向量 for(i=0;i<=(*g).vexnum;i+) 初始化该行邻接矩阵的值 初始化该列邻接矩阵的值 图g的顶点数加1 return 1; 删除学校 int DeleteVex(graph *g,string v) / 删除g中顶点v及其相关的弧 if(顶点数为0) cout<<"未建立通信网络系统!n" system(暂停); Editgraph(g); int k=LocateVex(g,v); if(k<0) cout<<"不存在该学校!n" sy

13、stem(暂停); Editgraph(g); int i,j; int m=0; if（ v不是图g的顶点） return 0; m=无限; for(j=0;j<(*g).vexnum;j+) if(有入弧或边) 修改弧数 for(序号k后面的顶点向量依次前移) (*g).vexsj-1=(*g).vexsj; for(i=0;i<(*g).vexnum;i+) for(j=k+1;j<(*g).vexnum;j+) 移动待删除顶点之后的矩阵元素 for(i=0;i<(*g).vexnum;i+) for(j=k+1;j<(*g).vexnum;j+) 移动待删

14、除顶点之下的矩阵元素 更新图的顶点数 return 1; 修改高校名 void ChangeVex(graph *g,string v)/修改高校名 cout<<"请输入要修改的高校名:" cin>>v; int n=LocateVex(g,v); if(n<0) cout<<"不存在该学校!n" system(暂停); Editgraph(g); string s; cout<<"请输入修改后的高校名:" cin>>s; g->vexsn=s; 添加路线 int

15、 InsertArc(graph *g,string v,string w) /在g中增添弧<v,w>,若g是无向的,则还增添对称弧<w,v> if(顶点数为0) cout<<"未建立通信网络系统!n" system(暂停); Editgraph(g); cout<<"请输入要添加的线路的两端的高校名:" cin>>v>>w; int v1,w1; v1=LocateVex(g,v); /尾 w1=LocateVex(g,w); /头 if(v1<0|w1<0|v1=w1

16、) cout<<"高校名输入错误!n" system(暂停); Editgraph(g); else if(路线两头高校名重复) cout<<"该线路已存在!n" system(暂停); Editgraph(g); 弧或边数加1 cout<<"请输入该条线路的建设费用:" cin>>(*g).arcsv1w1.adj; bool bRet = cin.good(); if(!bRet) cout<<"输入的成本不是整型的!n" system(暂停); ex

17、it(0); (*g).arcsw1v1.adj=(*g).arcsv1w1.adj; return 1; 删除线路 int DeleteArc(graph *g,string v,string w) /在g中删除弧<v,w>,若g是无向的,则还删除对称弧<w,v> if(顶点数为0) cout<<"未建立通信网络系统!n" system(暂停); Editgraph(g); cout<<"请输入要删除的线路的两端的高校名:"cin>>v>>w; int n=LocateVex(g,

18、v); int m=LocateVex(g,w); if(m<0|n<0|m=n) cout<<"学校名输入错误!n" system(暂停); Editgraph(g); else if(花费无限) cout<<"不存在该线路!n" system(暂停); 编辑 g->arcsnm.adj=INFINITY; (*g).arcsmn.adj=(*g).arcsnm.adj; (*g).arcnum-; return 1; 四 程序设计与调试分析1.因为前期需求分析的准备工作不充分，程序运行功能不全，程序中运用到大

19、多的插入与删除，比如查找时关于线路的信息不能全部显示出来，并且添加删除时线路的变化不能直接显示出来。程序的健壮性不能达到预期的结果，这些都是需要改进的。 2. 在编写程序过程中，因为函数调用不准确，使得循环进不去，在程序中的函数调用是个非常重要的部分，也是经常需要用到的，为了达到了预期结果，后来改变函数的调用关系，。五 用户手册【使用说明】 1.使用高校专用通信网络系统 2.选择1.构造通信网络系统，则显示出10个高校45条线路的通信系统矩阵。 3.创建成功，选择2.编辑通信网络系统，显示出功能18。 4.销毁系统，选择1.销毁通信网络系统。 5.添加高校，选择2.添加一个高校，并输入要添加的

20、高校名。 6.删除高校，选择3.删除一个高校，并输入要删除的高校名。若输入的高校名不存在，则显示 不存在该学校。 7.修改高校名，选择4.修改高校名，并输入要修改的高校名。若输入的高校名不存在，则显示不存在该学校。 8.添加高校间的线路，选择5.添加一条高线间的线路，输入要添加线路两端的高校名。若输入的高校名错误在则显示学校名输入错误。 9.删除高线间的线路，选择6.删除一条高校间的线路，并输入要删除线路两端的高校名。若输入的高校名不存在则显示学校名输入错误。 10.修改线路的成本，选择7.修改线路的成本，并输入要删除线路连段的高校名。若输入的高校名不存在则显示学校名输入错误。 11.推出编辑

21、通信网络系统，选择8.退出。回到高校专用通信网络建设系统。 12.生成最佳方案，选择3.生成最佳方案。并输入起始学校和要保存的文件名。 13.输出通信网络系统，选择4.输出通信网络系统。 14.保存通信网络系统，选择5.保存通信网络系统。并输入要保存的文件名。 15. 退出，选择6.退出系统。六 测试成果1.通信网络系统2.添加一个高校3.删除一个高校4.修改高校名5.添加一条高校间的线路6.删除高校间的线路7.修改高校间的成本8.生成最佳路线9.输出通信网络系统10.保存通信网络系统七 附录（源程序清单）#include "stdafx.h"#include <io

22、stream>#include <iomanip>#include <windows.h>#include <fstream>#include <string>#define MAX_VERTEX_NUM 30#define INFINITY 32768using namespace std;typedef struct ArcNodeint adj;/权值ArcNode;typedef struct string vexsMAX_VERTEX_NUM;/顶点ArcNode arcsMAX_VERTEX_NUMMAX_VERTEX_NUM;

23、/邻接矩阵int vexnum,arcnum;/顶点数和边数graph;/图的类型void menu(graph *g);void Editgraph(graph *g);int LocateVex(graph *g,string v)/求顶点位置函数,若v存在,输出j;若不存在,输出0int j=-1,k;for(k=0;k<g->vexnum;k+)if(g->vexsk=v)/判断是否存在顶点vj=k;break;return j;int Creategraph(graph *g)/采用邻接矩阵法,构造有向网g int i,j,k,w; string va,vb; if

24、stream infile("通信网络.txt",ios:in);/从文件中读入数据 if(!infile) cout<<"open error!"<<endl;return 0; infile>>g->vexnum;/从文件读入顶点数 infile>>g->arcnum;/从文件读入边数 for(i=0;i<g->vexnum;+i) /顶点向量 infile>>(*g).vexsi; for(i=0;i<(*g).vexnum;+i) /初始化邻接矩阵 for(

25、j=0;j<(*g).vexnum;+j)(*g).arcsij.adj=INFINITY; /网 for(k=0;k<(*g).arcnum;+k) infile>>va>>vb>>w; i=LocateVex(g,va); j=LocateVex(g,vb); (*g).arcsij.adj=(*g).arcsji.adj=w; /无向网 infile.close(); return 1;int InsertVex(graph *g,string v) /在图g中增添新顶点vif(g->vexnum=0)cout<<&quo

26、t;未建立通信网络系统!n"system("pause");Editgraph(g);cout<<"请输入要添加的高校名:"cin>>v;int n=LocateVex(g,v);if(n>=0&&v=g->vexsn)cout<<"该高校已存在!n"system("pause");Editgraph(g); int i; (*g).vexs(*g).vexnum=v; /构造新顶点向量 for(i=0;i<=(*g).vexnum;i

27、+) (*g).arcs(*g).vexnumi.adj=INFINITY; /初始化该行邻接矩阵的值 (*g).arcsi(*g).vexnum.adj=INFINITY; /初始化该列邻接矩阵的值 (*g).vexnum+=1; / 图g的顶点数加1 return 1;int DeleteVex(graph *g,string v) / 删除g中顶点v及其相关的弧if(g->vexnum=0)cout<<"未建立通信网络系统!n"system("pause");Editgraph(g);int k=LocateVex(g,v);if

28、(k<0)cout<<"不存在该学校!n"system("pause");Editgraph(g);int i,j; int m=0; if(k<0) /v不是图g的顶点 return 0; m=INFINITY; for(j=0;j<(*g).vexnum;j+) if(*g).arcsjk.adj!=m) /有入弧或边 (*g).arcnum-; /修改弧数 for(j=k+1;j<(*g).vexnum;j+) /序号k后面的顶点向量依次前移(*g).vexsj-1=(*g).vexsj; for(i=0;i&l

29、t;(*g).vexnum;i+) for(j=k+1;j<(*g).vexnum;j+) (*g).arcsij-1=(*g).arcsij; /移动待删除顶点之后的矩阵元素 for(i=0;i<(*g).vexnum;i+) for(j=k+1;j<(*g).vexnum;j+)(*g).arcsj-1i=(*g).arcsji; /移动待删除顶点之下的矩阵元素 (*g).vexnum-; /更新图的顶点数 return 1;void ChangeVex(graph *g,string v)/修改高校名cout<<"请输入要修改的高校名:"

30、cin>>v;int n=LocateVex(g,v);if(n<0)cout<<"不存在该学校!n"system("pause");Editgraph(g);string s;cout<<"请输入修改后的高校名:"cin>>s;g->vexsn=s;int InsertArc(graph *g,string v,string w)/在g中增添弧<v,w>,若g是无向的,则还增添对称弧<w,v>if(g->vexnum=0)cout<<

31、;"未建立通信网络系统!n"system("pause");Editgraph(g);cout<<"请输入要添加的线路的两端的高校名:"cin>>v>>w;int v1,w1; v1=LocateVex(g,v); /尾 w1=LocateVex(g,w); /头 if(v1<0|w1<0|v1=w1)cout<<"高校名输入错误!n"system("pause");Editgraph(g);else if(g->arcsv1w1

32、.adj!=INFINITY)cout<<"该线路已存在!n"system("pause");Editgraph(g); (*g).arcnum+; /弧或边数加1 cout<<"请输入该条线路的建设费用:" cin>>(*g).arcsv1w1.adj;bool bRet = cin.good(); if(!bRet)cout<<"输入的成本不是整型的!n"system("pause");exit(0); (*g).arcsw1v1.adj=(*

33、g).arcsv1w1.adj;return 1;int DeleteArc(graph *g,string v,string w) /在g中删除弧<v,w>,若g是无向的,则还删除对称弧<w,v> if(g->vexnum=0)cout<<"未建立通信网络系统!n"system("pause");Editgraph(g);cout<<"请输入要删除的线路的两端的高校名:"cin>>v>>w;int n=LocateVex(g,v);int m=Locate

34、Vex(g,w);if(m<0|n<0|m=n)cout<<"学校名输入错误!n"system("pause");Editgraph(g);else if(g->arcsnm.adj=INFINITY)cout<<"不存在该线路!n" system("pause");Editgraph(g); g->arcsnm.adj=INFINITY;(*g).arcsmn.adj=(*g).arcsnm.adj;(*g).arcnum-; return 1;void Chang

35、eWeight(graph *g,string v,string w)cout<<"请输入要修改的线路的两端的高校名:"cin>>v>>w;int m=LocateVex(g,v);int n=LocateVex(g,w);if(m<0|n<0)cout<<"输入的学校不存在!n"system("pause");Editgraph(g);else if(g->arcsnm.adj=INFINITY)cout<<"不存在该线路!n" sys

36、tem("pause");Editgraph(g);char s;cout<<"请输入该路线修改后的成本:"cin>>s;fflush(stdin);bool bRet = cin.good(); if(!bRet)cout<<"输入的成本不是整型的!n"system("pause");exit(0);elseg->arcsmn.adj=g->arcsnm.adj=s;int Destroygraph(graph *g) /销毁图g if(g->vexnum=0

37、)cout<<"未建立通信网络系统!n"system("pause");Editgraph(g);int i; for(i=0;i<(*g).vexnum;i+)/删除所有的点和边DeleteVex(g,g->vexsi);(*g).vexnum=0; (*g).arcnum=0;return 1;int Display(graph *g)/以矩阵方式输出图if(g->vexnum=0)cout<<"未建立通信网络系统!n"system("pause");menu(g);i

38、nt i,j;cout<<g->vexnum<<"个高校"<<g->arcnum<<"条线路的通信系统如下面的矩阵:nn"cout<<" "for(i=0;i<g->vexnum;i+)cout<<setw(2)<<" "<<g->vexsi<<" "cout<<endl;for(i=0;i<g->vexnum;i+)cout<&

39、lt;g->vexsi<<" "for(j=0;j<g->vexnum;j+)if(g->arcsij.adj=INFINITY)cout<<setw(5)<<""<<" "elsecout<<setw(5)<<g->arcsij.adj<<" "cout<<endl;return 1;/普里姆算法typedef struct string adjvex;int lowcost;minsid

40、e;/求最小生成树时的辅助数组的类int minimum(graph *G,minside closedgeMAX_VERTEX_NUM) /求closedgei.lowcost最小值，并返回iint i=0,j,k,min;while(closedgei.lowcost=0)/找到第一个值不为0的closedgei.lowcost的序号i+;min=closedgei.lowcost;/min标记第一个不为0的值k=i;for(j=i+1;j<G->vexnum;j+)/继续查找if(closedgej.lowcost>0&&closedgej.lowcos

41、t<min)min=closedgej.lowcost;k=j;return k;/返回当前最小正值的序号void MiniSpanTree_Prim(graph *g,string s)static int sum=0;if(g->vexnum=0)cout<<"未建立通信网络系统!n"system("pause");menu(g);cout<<"请输入起始学校:"cin>>s;int n=LocateVex(g,s);if(n<0)cout<<"不存在该学

42、校!n"system("pause");menu(g);minside closedgeMAX_VERTEX_NUM;int k=LocateVex(g,s);string a30,b30;/a,b为中间变量，用来存放边的顶点closedgek.lowcost=0;/初始化，U=sfor(int i=0;i<g->vexnum;i+)/初始化closedgekif(i!=k)closedgei.adjvex=s;closedgei.lowcost=g->arcski.adj; char name20;cout<<"输入要保存

43、的文件名:"cin>>name;strcat(name,".txt");ofstream outfile(name);outfile<<"最佳方案:n"cout<<"最佳方案:n"for(int e=1;e<=g->vexnum-1;e+)/找到n-1条边int k0=minimum(g,closedge);string u0=closedgek0.adjvex;string v0=g->vexsk0;ae=u0;be=v0;int m=LocateVex(g,u0);i

44、nt n=LocateVex(g,v0);cout<<"("<<u0<<"->"<<v0<<")t成本为:"<<g->arcsmn.adj<<endl;outfile<<"("<<u0<<"->"<<v0<<")t成本为:"<<g->arcsmn.adj<<endl;sum+=g->

45、;arcsmn.adj;closedgek0.lowcost=0;for(i=0;i<g->vexnum;i+)if(g->arcsk0i.adj<closedgei.lowcost)closedgei.lowcost=g->arcsk0i.adj;closedgei.adjvex=v0;cout<<"总成本:"<<sum<<endl;outfile<<"总成本:"<<sum<<endl;outfile.close();void save(graph *

46、g)if(g->vexnum=0)cout<<"未建立通信网络系统!n"system("pause");menu(g);char name20;cout<<"输入要保存的文件名:"cin>>name;strcat(name,".txt");ofstream outfile(name);outfile<<g->vexnum<<endl;outfile<<g->arcnum<<endl;for(int n=0;n<

47、;g->vexnum;n+)outfile<<g->vexsn<<endl;for(int i=0;i<g->vexnum;i+)for(int j=0;j<i;j+)int a=LocateVex(g,g->vexsi);int b=LocateVex(g,g->vexsj);int w=g->arcsab.adj;if(w!=INFINITY)outfile<<g->vexsi<<" "<<g->vexsj<<" "&l

48、t;<w<<endl;cout<<"保存成功!n"outfile.close();void Editgraph(graph *g)system("cls");cout<<"tt*n"cout<<"tt 1.销毁通信网络系统 n"cout<<"tt 2.添加一个高校 n"cout<<"tt 3.删除一个高校 n"cout<<"tt 4.修改高校名 n"cout<&

49、lt;"tt 5.添加一条高校间的线路 n"cout<<"tt 6.删除一条高校间的线路 n"cout<<"tt 7.修改线路的成本 n"cout<<"tt 8.退出 n"cout<<"tt*n"cout<<"请选择:"string v,w;char n;cin>>n;fflush(stdin);switch(n)case '1':Destroygraph(g);Display(g);co

50、ut<<"销毁成功!n"system("pause");Editgraph(g);break;case '2':InsertVex(g,v);Display(g);cout<<"添加成功!n"system("pause");Editgraph(g);break;case '3':cout<<"请输入要删除的高校名:" cin>>v;DeleteVex(g,v);Display(g);cout<<"

51、;删除成功!n"system("pause");Editgraph(g);break;case '4':ChangeVex(g,v);Display(g);cout<<"修改成功!n"system("pause");Editgraph(g);case '5':InsertArc(g,v,w);Display(g);cout<<"添加成功!n"system("pause");Editgraph(g);break;case '

52、6':DeleteArc(g,v,w);Display(g);cout<<"删除成功!n"system("pause");Editgraph(g);break;case '7':ChangeWeight(g,v,w);Display(g);cout<<"修改成功!n"system("pause");Editgraph(g);break;case '8':menu(g);system("pause");default:cout<<"输入错误，请重新输入!n&qu